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检测步进电机角度位置方法及整体检测方案


关于步进电机角度方位,一般使用两种检测方式 :一种方式是使用旋转变压器,另一种是使用光电编码器。绝对式光电编码器是一种无接触位置反馈和測量元器件,它具备构造比较简单、稳定性高、分辨率高、精密度精准度高、体型小、重量轻等特性。
使用时将码盘与机械轴同轴联接,直接輸出的是角度编码,輸出的编码输入到单片机,通过编解码就可以获取角度值,而不需要其他附加电路,如A/D转换、放大滤波器等。
使用光电编码器的步进电机自动控制系统如图1所示,图中的光电编码器的輸出反馈给控制电路,控制电路依据反馈的輸出调整步进电机的角度。
图1采用光电编码器的步进电动机控制系统
图1使用光电编码器的步进电机自动控制系统
整体方案设计
步进电机的运行要一个电子装置实现驱动,这个控制系统就是步进电机驱动器,它将自动控制系统发出的脉冲信号放大以驱动步进电机。步进电机的转动速度与脉冲信号的頻率成正比,控制步进脉冲信号的頻率就可以对电机精准变速,控制步进脉冲的个数就可以对电机精准定位。
步进电机驱动自动控制系统主要由如下3部分组成:
1步进控制器;
2驱动器;
3步进电机。
步进控制器由单片机实现,驱动器将单片机輸出的脉冲放大,以驱动步进电机。通用的单片机控制步进电机的系统框图如图2所示。不能用直流或工频交流直接驱动步进电机,必须使用专用的步进电机驱动电路,或用分离元器件构成的专用电路。
图2步进电机系统框图
图2步进电机系统框图
根据电机运行电流的流向,驱动电路分为单极性驱动电路和双极性驱动电路。单极性驱动电路保证电机绕组电流沿一个方向流动,比较适用于反应式步进电机;双极性驱动电路通过控制,能使电机绕组电流正/反流动,比较适用于永磁式和混合式步进电机。


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